[实用新型]带数字信号输出的机械式电度表

说明书

本实用新型涉及一种带数字信号输出的机械式电度表，属于测量电功率的机电装置。

机械式电度表发明已有六十余年，由于其结构简单，长期运行可靠，至今仍然广泛用于工业和民用的电量测量，但在今后电费分时计价制度下，这种单一计费电度表，不能实现对电量的分时计量。

机械工业出版社1980.7.出版的《电工测量仪表产品样本》和中国计量出版社1991.3.出版的《电气测量技术》中介绍了现有的复费率电度表，按原理来说有两种：

一种是机械式电度表。它采用在电度表转盘上打孔，然后加一光束，通过对转盘转动时产生的光脉冲进行计数，随后由定时器控制对电量分时计量。因此它的外部计费电路必须时刻处于通电工作状态，这样就带来了功耗大、可靠性低、使用寿命短等缺点。

另一种是全数字化电度表。它采用各种各样的电路对输电线路的电压、电流信号进行数字化处理。这类数字化电度表，一般精度比较高，但线路复杂，成本较高，而且电路同样必须时刻处于工作状态，因此无法克服前种电表的缺点。同时，这类电表的生产无法在现有的机械式电度表生产线基础上完成，需要很大的投资，而且如果全面取代现有机械式电度表，将造成巨大浪费。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种功耗低、寿命长、结构简单、运行可靠而又能实现复费率计费的机械式电度表。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

在一般的机械式电度表中，计数由转盘的轴带动字轮按一定规律进行计数显示。本实用新型采取的措施在于对字轮上的各个数字进行编码，使之能用一定的装置识别和用数字电路进行处理。编码方式有很多种，其共同点是用尽可能少的二进制编码表示0-9各个数字。例如，图1表示用8421码编码方法的一种字轮。图1中阴影部分的逻辑检测值为逻辑1，最外围阴影权值为1，次之为2，再次之为4，最内圈为8，则各数的编码符合8421码。对数字编码的检测采用光电方式，即图1中阴影部分对检测光为透明，非阴影部分为不透明，或反之。  

本实用新型由框架、字轮、检测条、转轴、转轮、检测条固定杆、进位轮和进位轮轴组成。字轮由按一定的二进制编码方式进行编码以表示自然数的阴影部分和非阴影部分构成；转轴、检测条固定杆和进位轮轴安装在框架上；四个进位轮安装在进位轮轴上；四个字轮及转轮安装在转轴上，转轴带动转轮旋转，转轮与进位轮中的第一个进位轮啮合，四个进位轮和四个字轮相互间隔安装，按“满十进位”的规律传递数据，即第一个进位轮与表示计量的个位数的第一个字轮(即个位字轮)啮合，个位字轮后面与第二个进位轮啮合；个位字轮转一圈满十，通过第二个进位轮使第二个字轮(十位字轮)转一位，待十位字轮转一圈满十，又通过第三个进位轮使第三个字轮(百位字轮)转一位…，这样逐级传递进位，四个字轮分别表示计量数的个、十、百、千位；检测条对称地安装在各个字轮的两侧，每根检测条由四根等距放置的光纤组成，每个字轮的一侧的检测条为发光组，用于引入光源，在字轮对称的另一侧的检测条为接收组，用于接收光信号，也就是说，图1中各数字的编码即由接收组的四根光纤有无收到光信号而得以读出；发光组与光源相连，接收组与光电转换电路相连，光源和光电转换电路都连接到外部接口插件上，外部电路即可从插件读取数据。工作时，外部电路由定时电路控制在分时点对各用户电表所显示的数据进行采集、计算、存储等，工作完毕，外部电路进入闲置状态，系统处于低功耗状态，仅维持存储器的数据，直到下一个中断信号产生；在交流供电停止时，由电源检测信号产生中断信号，将现场信息保存；电源部分可提供停电时保存现场信息所需的短时电源支持。

本实用新型具有以下优点：

1)由于是在现有的机械式电度表结构基础上进行了改进，所以它继承了机械式电度表原有的结构简单、运行可靠的优点，又由于采用数字编码输出而可实现复费率电度表的功能。

2)本实用新型的实现方法简单，只要对现有的机械式电度表字轮部件进行替换，就可实现。

3)经济效益好，当前正在使用的机械式电度表无须报废，只需用本实用新型所提出的字轮替换原字轮，即可用于分时计费；现有的机械式电度表生产线也无须报废，可继续留用。

4)本实用新型成本低，投资小。

5)和现有的复费率电度表相比，本实用新型的外部电路无须时刻处于工作状态，在同样的环境下，一方面可降低测量电路的功耗，更重要的是可提高系统长期运行的可靠性，延长系统使用寿命。